IGEM競賽案例分享：骨髓增生異常綜合征 (MDS)的低成本無創檢測

10月28日，2022年國際基因工程機器大賽（iGEM）全球總決(jue) 賽落下帷幕。本屆比賽共有來自世界各地的近360支隊伍參賽，一群高中生組成的YiYe-China 隊伍以MDS項目獲得金牌，再續過往奪獎輝煌！

iGEM是一項由美國麻省理工學院發起的合成生物學領域的國際性學術比賽，2003年首次舉(ju) 辦， 2005年成為(wei) 國際賽事，在領域內(nei) 具有廣泛影響力。

這項國際性大賽旨在鼓勵創意創新、學科交叉，同時也積極關(guan) 注合成生物學與(yu) 生產(chan) 實際、社會(hui) 問題之間的緊密聯係。參賽期間，來自世界各地的隊伍圍繞特定主題，針對能源、醫療、環境等不同應用領域確立自己的項目，設計模型並利用實驗驗證和實現。

前期，各參賽隊伍所在機構獨立進行項目研究，正式比賽時進行集體(ti) 項目評選，通過多輪海報展示和項目演講，評選出金銀銅獎以及多個(ge) 單項獎。

曆年來，不少參賽隊伍的研究成果在Science、Nature等國際頂級學術期刊上發表，大賽的科研水準與(yu) 創新價(jia) 值可見一斑。

YiYe-China2022年的項目研究致力於(yu) 骨髓增生異常綜合征 (MDS)的低成本無創檢測。

骨髓增生異常綜合征（MDS）是一組異質性的血液惡性腫瘤，起源於(yu) 造血幹細胞（HSCs）。MDS主要影響老年人群體(ti) ，其特征是造血異常、不同程度的骨髓衰竭以及轉化為(wei) 急性髓性白血病 (AML) 的風險增加。

盡管診斷血液學的最新技術不斷進步，MDS 的準確診斷和分期仍然嚴(yan) 重依賴於(yu) 經驗豐(feng) 富的血液病理學家對外周血和骨髓細胞的形態學評估。

MDS近年發病率有逐年增加的趨勢，正是由於(yu) MDS的難發現和難治療，全世界有許多患者因未能及時檢測而耽誤病情。

許多病人在發病早期誤認為(wei) 自己貧血，因而疏忽了治療。此外，由於(yu) MDS多發於(yu) 中老年人，老年人群裏對於(yu) 醫院存在恐懼心理，且比較封建迷信，進而耽誤了治療。

團隊成員對此感到十分遺憾，但與(yu) 此同時，它也為(wei) 我們(men) 的iGEM項目提供了一個(ge) 思路：

是否存在某種檢測手段，能夠幫助病人提早預知病情，簡單直接的診斷MDS？

通過翻閱大量文獻，我們(men) 發現，在過去的二十年中，在血液係統惡性腫瘤患者中發現了編碼剪接因子的基因本身的體(ti) 細胞突變。2011年至今，已有多個(ge) 研究組報告了 MDS 中高頻率的剪接因子突變，RNA的剪接異常在MDS的發生發展中發揮重要的作用[3]。

MDS的病因尚未完全明確，部分患者發病原因與(yu) 接觸不良物理及化學因素有關(guan) ，也存在一些患者發病原因不明，臨(lin) 床上推斷可能與(yu) 遺傳(chuan) 學異常、骨髓微環境異常等因素有關(guan) 。MDS患者通常存在髓係細胞發育異常，具體(ti) 表現為(wei) 無效造血、難治性血細胞減少，以及高風險向急性髓係白血病（AML）轉化。

目前患者可通過積極治療緩解病情進展，而異基因造血幹細胞移植是本病目前唯一可能根治本病的療法[2]。

當出現骨髓增生異常綜合征後，會(hui) 出現反反複複且難以根治的貧血，即使通過一些貧血的治療仍然難以改變貧血的症狀，且患者常常伴有疲勞、心悸、氣短、皮膚蒼白等。

患者若長時間處於(yu) 貧血的狀態，還容易引起心血管的症狀，如胸痛等，進而大大地降低患者的生活質量；此外，MDS可以導致白細胞持續地降低，致使患者的出現免疫力和抵抗力低下的情況，當免疫力和抵抗力低下時，患者容易出現諸如如皮膚感染、鼻竇感染、肺部感染等情況；骨髓增生異常綜合征也能導致血小板減少的情況，當血小板減少時，患者出血的幾率就會(hui) 上升。處於(yu) 該狀態下的患者即使是輕微的碰撞都有可能出現出血的情況。

此外，目前MDS的臨(lin) 床檢測價(jia) 格昂貴，所以MDS會(hui) 給患者不論是心理上還是經濟上都產(chan) 生巨大的壓力，患者也常因對疾病過度擔憂或疾病久治不愈，從(cong) 而產(chan) 生焦慮和恐懼等心理。

目前市麵上完成MDS檢測費用大概是1萬(wan) 元左右，現在通過團隊的努力，在實驗室成本是100元。

曆時大半年，從(cong) 團隊籌建到課題確立，從(cong) 實驗操作到硬件設計，一係列賽前活動均由隊員們(men) 主導完成。同學們(men) 的自由探索，老師們(men) 的全程指導以及院所提供支持保障，這種特色的科創培養(yang) 模式，在曆屆iGEM比賽中都得到了充分的體(ti) 現。

比賽中，同學們(men) 同心協力，頑強拚搏，最終摘得金牌，在國際舞台上展示了YiYe-China團隊的過人毅力和過硬實力，體(ti) 現了創新、交叉與(yu) 融合的培養(yang) 理念。